(57)【要約】【課題】プランジャの傾きにより偏心荷重が加わるような測定条件下であってもプランジャが円滑に摺動するようにして偏心荷重の影響を緩和し、長期間使用可能なコンタクトプローブを提供することを目的とする。【解決手段】筒状のバレル５と、バレル５に収容されたコイルばね７と、先端部がバレル６内から突出し、後端部がコイルばね８により付勢されてバレル６内を摺動可能に収容されたプランジャ８とを備えるコンタクトプローブであり、無負荷状態のコンタクトプローブ８のバレル６から突出するプランジャ８の露出軸部８ｄがテーパー形状である。【選択図】図１
0003121735.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筒状のバレルと、該バレルに収容されたコイルばねと、先端部が該バレル内から突出し、後端部側の前記コイルばねにより付勢されて該バレル内を摺動可能に収容されたプランジャとを備えるコンタクトプローブにおいて、
前記コンタクトプローブのバレルから突出する前記プランジャの露出軸部がテーパー形状を有することを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
前記プランジャは、その後端部に摺動部を備え、該摺動部にその外径より小径の連結軸部を介して該摺接部が設けられ、該摺接部が前記摺動部と略同径であり、該摺接部から突出する前記露出軸部がその先端部ほど細くしたテーパー形状であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項３】
前記バレルが、前記摺動部の摺動範囲を規制する第１のカシメ部を有し、かつ前記摺接部を支承する第２のカシメ部を有することを特徴とする請求項２に記載のコンタクトプローブ。
【請求項４】
前記プランジャの露出軸部のテーパー形状が、０．５〜１０．０度のテーパー角度を有することを特徴とする請求項１〜３に記載のコンタクトプローブ。
【請求項５】
前記プランジャの露出軸部の先端部にＭ形チップを備えていることを特徴とする請求項１〜４に記載のコンタクトプローブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、プリント基板などの被検査対象物に接触させて電気検査を行うためのコンタクトプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、コンタクトプローブは、プリント基板または実装された部品の電気検査を行う際に用いられる。図１０（ａ）は従来のコンタクトプローブの外観図を示し，同図（ｂ）はその一部断面とした説明図である。同図を参照して従来のコンタクトプローブを説明する。コンタクトプローブは、接触子であるプランジャ１が筒状のバレル２から突出した形状であり、プランジャ１は、その後端部に摺動部１ａが設けられ、先端部側に露出軸部１ｂが設けられている。バレル２内には、プランジャ１がその後端部に設けられたコイルばね３により付勢されて摺動可能な状態で収容されている。コンタクトプローブは、検査部の被検査対象物にプランジャ１を接触させてコイルばね３の付勢力による接圧によって、プランジャ１の接触部が高さにばらつきのある被検査対象物との接触が円滑に行えるように構成されている。
【０００３】
また、コンタクトプローブは、その先端が被検査対象物に多数回接触することにより摩耗し、通常はコンタクトプローブ全体を交換していたが、不経済であるといった問題点があった。このような問題点を改善するコンタクトプローブとし、図１１（ａ），（ｂ）に示すものがある。図１１のコンタクトプローブは、筒状のバレル２内にプランジャ１の摺動部１ａを収容して摺動部１ａの後端部にコイルばね３が設けられ、プランジャ１の露出軸部１ｂの先端部に着脱自在のチップ１ｃが設けられている。チップ１ｃは嵌合孔１ｄが設けられ、かつ露出軸部１ｂの先端部にスリット１ｅが設けられ、この先端部をチップ１ｃの嵌合孔１ｄに嵌合するように形成されている。このコンタクトプローブは、取付板に取り付けられたソケット４に筒状のバレル２を装着して使用され、チップ１ｃが摩耗すればチップ１ｃのみを交換して点検作業が行えるようにしたものである（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８２１４０号公報（明細書全頁，図面全図）
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のコンタクトプローブには以下のような欠点がある。図１０のコンタクトプローブは、バレル内を摺動部が摺動するとともに、プランジャの露出軸部がバレルの内壁面に接触することによって、図１１のコンタクトプローブよりプランジャの摺動が安定したものとなっている。しかし、このコンタクトプローブは、被検査対象物の反りや、接触部の形状により横方向の力が掛かる場合などでは、プランジャの円滑な摺動を妨げるおそれがあった。以下、図１１のコンタクトプローブの問題点について、図１２，図１３を参照して説明する。
【０００６】
図１２は、コンタクトプローブのプランジャ先端部が傾斜した被検査対象面に触れた時のプランジャのバレル内部の状態を示している。この状態では、プランジャ１の後端の摺動部１ａがバレル２の内壁面に接触し、かつプランジャ１の露出軸部１ｂがバレル２の先端部内壁面に接触する。これらの接触点は図中接触点Ｐ１，Ｐ２で示した。プランジャ１は、バレル２の軸中心Ｙが鉛直方向であるのに対し、その軸中心Ｃが傾いた状態で支持された状態である。その時のバレル２の軸中心Ｙに対するプランジャ１の軸中心Ｃの振れ量をαとする。振れ量αは、接触点Ｐ１，Ｐ２間の距離Ｌによって決まる。
【０００７】
図１３は、プランジャ１がバレル２内に押し込まれた状態を示した図であり、摺動部１ａがバレル２内壁面と接触する接触点Ｐ１と、プランジャ１の露出軸部１ｂとバレル２の先端部内壁面とが接触する接触点Ｐ２は、図１２の場合と比較して接触点間距離Ｌが長くなっている。コンタクトプローブに鉛直方向に接圧が加わると、プランジャがバレル２内に押し込まれるに連れて接触点間距離Ｌが大きくなり、それに応じて振れ量αは小さくなるような動作をする。即ち、プランジャ１には、接触点間距離Ｌの変動に応じてプランジャ１を動かそうとする偏心荷重が加わることになる。
【０００８】
このような偏心荷重により力が作用すると、プランジャ１が被検査対象物の測定面に食い込んだり、或いは測定面の傾き等によりプランジャ１が動くことができない場合には、その力がプランジャ１とバレル２との接触部Ｐ１，Ｐ２に加わり、プランジャ１の摺動時の摩擦抵抗が増大してバレル２の内壁面の摩耗を早めるとともに、この時発生する金属粉がコンタクトプローブ内部の電気的抵抗を増大させたり、また、プランジャ１の円滑な摺動を妨げるおそれがあった。即ち、このような偏心荷重が加わるような測定条件下での使用は、コンタクトプローブの寿命を著しく短くするといった欠点があった。
【０００９】
本考案は、上述のような課題に鑑みなされたものであって、プランジャの傾きにより偏心荷重が加わるような測定条件下であってもプランジャが円滑に摺動するようにして偏心荷重の影響を緩和し、長期間使用可能なコンタクトプローブを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案は、上記課題を達成したものであって、請求項１の考案は、筒状のバレルと、該バレルに収容されたコイルばねと、先端部が該バレル内から突出し、後端部側の前記コイルばねにより付勢されて該バレル内を摺動可能に収容されたプランジャとを備えるコンタクトプローブにおいて、前記コンタクトプローブのバレルから無負荷状態にて突出する前記プランジャの露出軸部がテーパー形状を有することを特徴とするコンタクトプローブである。
【００１１】
また、請求項２の考案は、前記プランジャが、その後端部に摺動部を備え、該摺動部にその外径より小径の連結軸部を介して該摺接部が設けられ、該摺接部が前記摺動部と略同径であり、該摺接部から突出する前記露出軸部がその先端部ほど細くしたテーパー形状であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブである。
【００１２】
また、請求項３の考案は、前記バレルが、前記摺動部の摺動範囲を規制する第１のカシメ部を有し、かつ前記接触部を支承する第２のカシメ部を有することを特徴とする請求項２に記載のコンタクトプローブである。
【００１３】
また、請求項４の考案は、前記プランジャの露出軸部のテーパー形状が、０．５〜１０．０度のテーパー角度を有することを特徴とする請求項１〜３に記載のコンタクトプローブである。
【００１４】
また、請求項５の考案は、前記プランジャの露出軸部の先端部にＭ形チップを備えていることを特徴とする請求項１〜４に記載のコンタクトプローブである。
【考案の効果】
【００１５】
請求項１の考案では、筒状のバレルと、該バレルに収容されたコイルばねと、先端部が該バレル内から突出し、後端部側のコイルばねにより付勢されて該バレル内を摺動可能に収容されたプランジャとを備えるコンタクトプローブにおいて、前記コンタクトプローブのバレルから無負荷状態にて突出する前記プランジャの露出軸部がテーパー形状を有することを特徴とするコンタクトプローブであるので、プランジャに偏心荷重が加わる条件下での使用する場合であっても、プランジャが円滑に摺動するようにし、かつプランジャの摺動時の振れを一定にし、プランジャとバレル内壁面との接触による摩耗を防止するようにし、長期間使用することが可能となる利点がある。また、プランジャとバレル内壁面との接触による摩擦力が抑制されるので、プランジャやバレル内壁面が摩耗して金属粉が生じて電気抵抗が増大するといった問題点を改善することができる。
【００１６】
また、請求項２の考案では、前記プランジャが、その後端部に摺動部を備え、該摺動部にその外径より小径の連結軸部を介して該摺接部が設けられ、該摺接部が前記摺動部と略同径であり、該摺接部から突出する前記露出軸部がその先端部ほど細くしたテーパー形状であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブであるので、プランジャの摺動時の振れを一定にしてプランジャの軸中心が偏心による振れ量を抑制し、プランジャがバレル内を円滑に摺動するようにし、プランジャの摺動部及び摺接部がバレル内壁面と接触してバレル内壁面が過度に摩耗するのを抑制し、長期間使用することが可能となる利点がある。また、プランジャとバレル内壁面との接触による摩擦力が抑制されるので、プランジャやバレル内壁面が摩耗して金属粉が生じて電気抵抗が増大するといった問題点を一層改善することができる。
【００１７】
また、請求項３の考案では、前記バレルが、前記摺動部の摺動範囲を規制する第１のカシメ部を有し、かつ前記摺接部を支承する第２のカシメ部を有することを特徴とする請求項２に記載のコンタクトプローブであるので、摺接部が第２のカシメ部に案内されて摺動し、プランジャの軸中心が偏心による振れ量を一定にし、プランジャを円滑に摺動させることができる利点があり、長期間使用することが可能になる利点がある。また、プランジャとバレル内壁面との接触による摩擦力が抑制されるので、プランジャやバレル内壁面が摩耗して金属粉が生じて電気抵抗が増大するといった問題点を一層改善することができる。
【００１８】
また、請求項４の考案では、前記プランジャの露出軸部のテーパー形状が、０．５〜１０．０度のテーパー角度を有することを特徴とする請求項１〜３に記載のコンタクトプローブであるので、プランジャの露出軸部の出没可能範囲で露出軸部がバレル内壁面に接触することがなく、プランジャが円滑に摺動し、プランジャとバレル内壁面との接触による摩耗を抑制することができる利点があり、長期間使用可能となる利点がある。また、プランジャとバレル内壁面との接触による摩擦力が抑制されるので、プランジャやバレル内壁面が摩耗して金属粉が生じて電気抵抗が増大するといった問題点を一層改善することができる。
【００１９】
また、請求項５の考案では、前記プランジャの露出軸部の先端部にＭ形チップを備えていることを特徴とする請求項１〜４に記載のコンタクトプローブであるので、ボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡと称する）或いはピングリッドアレイ（以下、ＰＧＡと称する）に対応したコンタクトプローブが提供できるとともに、プランジャがバレル内を円滑に摺動することができ、長期間使用可能となる利点があり、金属粉による電気抵抗が増大するといった問題点を改善することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本考案に係るコンタクトプローブの実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１は本考案の一実施形態を示し、同図（ａ）がその外観図であり、同図（ｂ）がその内部構造を示す一部断面とした説明図である。図２，図３は本実施形態におけるプランジャの摺動状態を説明する説明図である。図４は本考案の他の実施形態を示し、同図（ａ）がその外観図であり、同図（ｂ）がその内部構造を示す一部断面とした説明図である。図５は本考案の他の実施形態を示した一部断面図である。図６，図７はプランジャのテーパー形状を説明する外観図であり、図８，図９はプランジャの変形例を示した本考案の他の実施形態である。
【００２１】
本実施形態について、図１を参照して説明すると、コンタクトプローブ５は筒状のバレル６と、バレル６内に設けられたコイルばね７と、先端部がバレル６内から突出し、後端部がコイルばね７に当接して付勢されてバレル６内を摺動可能に収容されたプランジャ８とを備えている。プランジャ８は、その後端部に摺動部８ａが設けられ、摺動部８ａに摺動部８ａの外径より小径の連結軸部８ｂを介して摺動部８ａと略同径の摺接部８ｃが設けられ、摺接部８ｃから先端部までの露出軸部８ｄをテーパー形状としたものである。コンタクトプローブ５は、無負荷状態において、プランジャ８の露出軸部８ｄがバレル６から突出しており、露出軸部８ｄは先端部ほど細くなるテーパー形状を呈している。また、露出軸部８ｄの被検知対象物との接触部８ｆは、露出軸部８ｄのテーパー形状より急峻なテーパー形状部となっている。露出軸部８ｄのテーパー形状は、その接触部８ｆのテーパー形状部を除く分部の形状である。
【００２２】
バレル６は筒状体であり、その筒状体の中央よりプランジャ８の突出側にリング状のカシメ部６ａが形成されている。カシメ部６ａは筒状体の壁面に概ねＶ字またはＵ字に嵌入した凹嵌状溝であり、カシメ部６ａよりプランジャ８の突出側が筒部６１  とし、カシメ部６ａよりプランジャ８の突出側とは反対側を筒部６２  とする。また、コンタクトプローブが無負荷状態において、筒部６１  にはプランジャ８の連結軸部８ｂと摺接部８ｃとが収容され、筒部６２  にはプランジャ８の摺動部８ａが収容され、また、筒部６２  内にはコイルばね７が設けられいる。また、カシメ部６ａはバレル６の内側に凹嵌状溝が突出し、プランジャ８の摺動部８ａがこの凹嵌状溝に接触することによって、摺動部８ａの摺動可能範囲を規制し、筒部６１  はプランジャ８の摺接部８ｃと遊嵌状に接している。
【００２３】
次に、図１のコンタクトプローブ５が被検知対象物にプランジャ８が接触した際のプランジャ８の動作について、図２，図３を参照して説明する。図２はコンタクトプローブ５の接触部８ｆが被検知対象物の傾斜している面に接触した場合のプランジャ８の状態を示している。バレル６の軸中心Ｙに対し、プランジャ８の軸中心Ｃは傾斜角αで傾斜しており、この時、バレル６の内壁面には、プランジャ８の摺動部８ａが接触し、摺接部８ｃがバレル６の内壁面先端部に接触している。それらの接触点をＰ１，Ｐ２とし、接触点Ｐ１と接触点Ｐ２との接触点間距離Ｌとする。本実施形態では、コンタクトプローブ５への接圧（負荷）に対し、この接触点間距離Ｌが常に一定となるように構成してプランジャ８が円滑に摺動するようにしたものである。
【００２４】
図３は、コンタクトプローブ５が被検知対象物の傾斜した面に接触し、このコンタクトプローブ５に軸方向に接圧が加わり、プランジャ８の一部がバレル６内に没入した状態を示している。この状態では、バレル６の筒部６２  の内壁面にプランジャ８の摺動部８ａが接触し、バレル６の筒部６１  の内壁面に摺接部８ｃが接触し、それぞれの接触点Ｐ１，Ｐ２とする。このようなプランジャ８がバレル６内に没入した状態であっても、プランジャ８の摺動部８ａとバレル６内壁面との接触点Ｐ１と、摺接部８ｃのバレル６の内壁面との接触点Ｐ２との接触点間距離Ｌは、図２の無負荷状態の場合と同じであり、接触点間距離Ｌは常に一定である。また、プランジャ８の露出軸部８ｄは、先端程細くしたテーパー形状であるので、プランジャ８がバレルの中心軸に対して偏心したとしてもバレル６の筒部６１  の内壁面に接触することがなく、プランジャ８の円滑な摺動を妨げることがない。また、プランジャ８とバレル６との接触圧が低く抑えられるので、プランジャ８が円滑に摺動し、バレル６の内壁面とプランジャ８との摩擦抵抗が増大することがなく、金属粉が発生し、コンタクトプローブ５の電気抵抗が増大するといった問題も解消される。
【００２５】
次に、本考案の他の実施形態について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は本実施形態のコンタクトプローブ５′の外観図であり、バレル６′からプランジャ８が突出している。バレル６′には、この筒状体の中央より先端側にカシメ部６ａが設けられ、かつバレル６′の先端よりにカシメ部６ｂが設けられている。カシメ部６ａは上記実施形態と同様に摺動部８ａの摺動範囲を規制し、カシメ部６ｂはプランジャ８の摺接部８ｃに接触し摺接部８ｃを支承している。プランジャ８は、摺接部８ｃとカシメ部６ｂとの接触点Ｐ２と摺動部８ａとバレル６′との接触点Ｐ１とを支点とし、プランジャ８の振れ量を規制して変動しないようにしている。これによって、プランジャ８の被検知対象物への接触状態は安定し、プランジャ８の摺動が円滑になり、コンタクトプローブ５′の接圧に対してプランジャ８は、上記実施形態よりもより安定した円滑な摺動動作をし、製品寿命を延ばし、金属粉によるコンタクトプローブ５′の電気抵抗が増大するといった問題等を解消することができる。なお、プランジャ８の形状及びコイルばね７は、上記実施形態と同様である。
【００２６】
また、図５は、本考案の他の実施形態を示している。この実施形態は、図１に示したコンタクトプローブ５と同様な構造であるが、プランジャ８の露出軸部８ｄの先端部には、Ｍ形チップ９を備えている。このＭ形チップ９は、ＢＧＡ或いはＰＧＡの形状に対応することができ、プランジャは円滑に摺動してＢＧＡ或いはＰＧＡに接触し、長期間使用に耐え得るものとなる。なお、バレル６′には、カシメ部６ａが一箇所設けられているが、この実施形態に限定されることなく、図２の実施形態のようにカシメ部６ｂをバレル６′の先端側に設けてもよい。
【００２７】
次に、本実施形態のコンタクトプローブは、図１，図４，図５に示したように、プランジャ８の露出軸部８ｄが先端程細くしたテーパー形状であり、この露出軸部８ｄのテーパー角度βは、プランジャ８のストローク（出没可能範囲）のどのような出没位置であっても、露出軸部８ｄとバレル６の筒部６１  の内壁面とが接触することのない角度とする必要がある。図６，図７は図４，図５の実施形態におけるテーパー角度βを示した図である。図６，図７はテーパー角度βが、例えば、０．５度〜１０．０度に設定されている。テーパー角度βをこの範囲に設定すれば、露出軸部８ｄとバレル６′の筒部６１  の内壁面とが接触しない構造とすることができる。上記実施形態において、プランジャ８を、バレル６，６′から円滑に出没させることが可能であり、プランジャ８の摺動部及び接触部がバレル６，６′に過度に擦り合って摩擦し金属粉が発生し、電気抵抗を増大させる等のおそれを回避することができるし、長期間使用に耐え得る構造とすることができる。
【００２８】
また、本考案の他の実施形態について、図８，図９を参照して説明する。図８，図９はプランジャ８′の摺接部８ｃから突出する露出軸部８ｄ′の形状をテーパー形状部８ｅによる段差Ｄを設けて棒状としたものである。段差Ｄは、例えば０．０５ｍｍ以上である。このような段差Ｄを設けた構造とすることによって、プランジャ８の露出軸部８ｄ′はバレル６′の内壁面に接触することがなく、プランジャ８の円滑な摺動が確保できる。他の構造は、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本考案の活用例としては、半導体等の電子部品を電子機器へ実装する技術に用いられ、これら電子部品の高密度実装を可能にすることができるＢＧＡ或いはＰＧＡを備えるＩＣパッケージの製品検査において、検査回路基板との接触が可能なコンタクトプローブに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本考案のコンタクトプローブの一実施形態を示す外観図、（ｂ）はその一部断面とした説明図である。
【図２】図１の実施形態の被検査対象物への接触状態を示す一部断面図である。
【図３】図１の実施形態のコンタクトプローブに接圧を加えて被検査対象物に接触した状態を示す一部断面図である。
【図４】（ａ）は本考案のコンタクトプローブの他の実施形態を示す外観図であり、（ｂ）はその一部断面とした説明図である。
【図５】（ａ）は本考案の他の実施形態を示す外観図であり、（ｂ）はその一部断面とした説明図である。
【図６】図４の実施形態におけるテーパー角度βを示した外観図である。
【図７】図５の実施形態におけるテーパー角度βを示した外観図である。
【図８】本考案の他の実施形態であり、プランジャの露出軸部を棒状形態とした外観図である。
【図９】本考案の他の実施形態であり、プランジャの露出軸部を棒状形態とした外観図である。
【図１０】（ａ）は従来のコンタクトプローブの一例を示す外観図であり、（ｂ）はその一部断面とした説明図である。
【図１１】（ａ）は被検知対象物に接触したコンタクトプローブの一部断面図であり、（ｂ）はその要部分解図である。
【図１２】図６のコンタクトプローブを説明するための一部断面とした説明図である。
【図１３】図６のコンタクトプローブを圧接した状態を示す一部断面とした説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
５，５′  コンタクトプローブ
６，６′  バレル
６１  ，６２    筒部
６ａ，６ｂ  カシメ部
７  コイルばね
８，８′  プランジャ
８ａ  摺動部
８ｂ  連結軸部
８ｃ  摺接部
８ｄ，８ｄ′  露出軸部
８ｅ  テーパー形状部
８ｆ  接触部
９  Ｍ形チップ
【図１】
0003121735.tif 000003
【図２】
0003121735.tif 000004
【図３】
0003121735.tif 000005
【図４】
0003121735.tif 000006
【図５】
0003121735.tif 000007
【図６】
0003121735.tif 000008
【図７】
0003121735.tif 000009
【図８】
0003121735.tif 000010
【図９】
0003121735.tif 000011
【図１０】
0003121735.tif 000012
【図１１】
0003121735.tif 000013
【図１２】
0003121735.tif 000014
【図１３】
0003121735.tif 000015